材料
1. 生命体系其根本都是由高分子组成 2. 衣食住行离不开高分子材料3. 工业生产中已逐渐成为基础材料 材料是一个国家科学技术、经济发展水平的重要标志，与信息、能源并列为当代科学技术的三大支柱。
2. 材料发展史：①石器时代---- N 万年前 ~ 2000BC ②青铜时代---- 2000BC ~ 500BC ③铁器时代---- 500BC ~ 19世纪 ④高分子时代 ---- 20世纪~~~
3. 材料科学与工程的学科性质 有别于物理学/化学、数学、和力学等基础科学，是一门应用科学。 初级阶段：制作——性能 中级阶段：制作——结构——性能——应用 高级阶段：
高分子发展历程：
① 天然高分子利用
7000多年前，天然油漆我国已使用天然油漆涂饰船只。中国漆(大漆)
1839年，天然橡胶硫化 美国人古德伊尔（Charlers Goodyear）
1869年，第一种人工塑料 赛璐珞（ Celluloid ，硝化纤维素 美国 人海厄特
1887年，法国人De Chardonnet（夏尔多内）第一种人造丝 硝化纤维素
② 合成高分子的问世
1909年，第一种合成塑料——酚醛树脂，美国人贝克兰德
③ 大分子概念的提出
1920年提出聚合反应生成高分子量的化合物（施陶丁格）。
1930——40年代，聚合方法及理论发展。（卡罗瑟斯 美国人 尼龙—66；弗洛里 美国人）
④ 大发展
1950年代，配位聚合 (齐格勒、纳塔)
1960—70年代，高性能化，特种高分子合成
⑤ 功能、复合高分子材料
1980——90年代，功能高分子（导体和半导体高分子、磁性高分子、光敏高分子、光导高分子、生物医用高分子、液晶高分子、高分子催化剂等等）
复合高分子材料：与玻璃纤维、碳纤维等复合，如玻璃钢等。
高分子材料学科
高分子既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科
高分子材料基础知识
高分子的基本特征：
1. 分子量大，原子数目多。高分子的分子量10000以上，有机小分子的分子量1000以下，PVC 分子量为5-15万，聚合度n=800-2400；
2. 分子链主要以共价键连接，链的形态多样。另有配位键、缺电子键、无离子键、金属键。链的形态有线型、支链型、体型；
3. 分子量的多分散性。由分子量不同的聚合物组成的混合物。
高分子聚合物结构
分子链结构的基本构件：主链、支链、端基、侧基。
主链：（1）碳链高分子；（2）杂链高分子（除C 以外，还有N 、O 、S ）；（3）元素高分子（不含C ）。 单体：能够合成高聚合物中结构单元的小分子化合物。如丙烯等。
重复单元（链节）：——主链组成单元，大分子链上化学组成和结构均可以重复的最小单位；
结构单元：由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分。
支链：由聚合生成，结构与主链相同，能影响到聚合物的结晶状态。依照支链长短分为长支链和短支链。 端基：不影响力学性能，但影响热稳定性，化学稳定性
侧基：由单体带入的与主链相接的基团，影响到热和化学稳定性。如：聚苯乙烯中的苯环、聚甲基丙烯酸酯中的甲基和酯基。
聚合反应：由单体合成聚合物的反应，聚合反应分为：自由基聚合，自由基共聚，逐步聚合，配位聚合，离子聚合
均聚物：由一种单体聚合生成的聚合物，生成均聚物反应称为均聚反应。
共聚物：由一种以上单体聚合而成的聚合物，生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。
（判别均聚物：聚合物分子有且只有一种重复结构单元，并且该重复结构单元可以只由一种单体衍生而来。） 聚合度：组成高分子的结构单元（重复单元）数目。对于均聚物为n ；对于共聚物为DP ，分子量M=m0n ,m=DP 高分子与小分子化合物的区别：
组成：由结构单元以共价键结合，重复连接形成高分子链
1. 高分子分子间作用力（范德华力）较大，甚至超过共价键键能。高温下分子首先（断键）破坏---高分子不能气化。高分子只有固、液态，无气态。纤维素等分子间（内）含氢键的高分子，只有固态，无液态、气态；
2. 高分子的主链形状有线型，支化，网状等分子结构；
3. 高分子链间可发生键和形成网状交联结构。其物理力学性能发生较大变化—如不溶，不熔；
4. 高聚物的聚集态有晶态和非晶态等，分子排列的有序程度介于小分子的晶态和液态之间；
5. 高聚物（高分子）不是高分子材料。高聚物要成为材料，要与许多添加物进行混合加工。高分子材
料中的织态结构是决定材料性能的重要因素。
高分子材料的分类、命名
1. 按分子链构造分类：线形、支链型高聚物、交联型高聚物。
2. 按高聚物主链化学结构分类：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子。
⒊按高聚物用途分类：涂料、粘合剂、弹性体、塑料、合成纤维、天然聚合物、生物系统。
4. 根据受热行为分类：热塑性聚合物、热固性聚合物。
5. 按聚合反应类型分类：加聚物缩聚物、缩合聚合物。
6. 按来源分类：天然高分子、合成高分子。
高聚物的命名
1、由一种单体合成的高分子 “聚”+ 单体名称 如：聚氯乙烯、聚乙烯等。
2、由两种单体通过缩聚反应合成的高分子 ①表明产物类型（“聚”+ 两单体生成的产物名称 ）如：对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物——聚对苯二甲酸乙二酯、己二酸和己二胺的缩聚产物——聚己二酸己二胺 ②不表明产物类型（两单体名称或简称加后缀“树脂”）如：苯酚和甲醛的缩聚产物——酚醛树脂、尿素和甲醛的缩聚产物——脲醛树脂。
3、由两种单体通过加成聚合生成的共聚物 两单体名称或简称之间 +“--”+“共聚物 如：乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物——乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
4、“聚”+高分子主链结构中的特征功能团 指的是一类的高分子，而非单种高分子，如聚酯、聚酰胺。
5、弹性体共聚物 共聚单体各取一个字头, 后加‘橡胶’ 如：丁苯橡胶（丁二烯—苯乙烯共聚）SBR 、 乙丙橡胶（乙烯-丙烯共聚）EPR 。
6、尼龙—聚酰胺类 如：尼龙610（酸的碳数+胺的碳数）。
7、合成纤维常加“纶”为后缀 如：聚酰胺6纤维（锦纶或尼龙6），聚丙烯腈纤维（腈纶），聚酯纤维（涤纶），聚丙烯纤维（丙纶），聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）。
一些常见高分子化合物的名称与符号
聚苯乙烯—PS 、聚四氟乙烯—PTFE 、聚丙烯—PP —丙纶、聚氯乙烯—PVC 、 聚丙烯腈—PAN —腈纶、 聚碳酸酯—PC 、聚甲基丙烯酸甲酯—PMMA —有机玻璃、 聚对苯二甲酸乙二酯—PET —涤纶、聚己二酸己二胺—Nylon 66—锦纶、聚（丙烯腈— 丁二烯—苯乙烯—ABS 、 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物—EV A
塑料的定义
塑料：是指以树脂（高分子聚合物）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。
树脂：是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。
添加剂（填料）:提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。如加入铝粉可提高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、玻璃纤维、碳纤维等。 塑料的分类
塑料目前尚无确切的分类，一般分类如下：
（1）按塑料的物理化学性能分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。
热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动．冷却变硬的过程是物理变化。如：聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。
热固性塑料：因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。 热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。如：酚醛塑料、环氧塑料等。
（2）按塑料用途分类
通用塑料： 指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS 、聚苯乙烯。
工程塑料：指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如：尼龙等。
功能塑料：指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴
塑料的特性：（1）质轻、比强度高；(2) 优异的电绝缘性能；(3) 优良的化学稳定性能；(3) 优良化学稳定性能；(5) 透光及防护性能；(6) 减震、消音性能优良。
聚乙稀是塑料工业中产量最大、用途最广的通用塑料品种，占世界塑料总产量的30％左右，其中高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯树脂无毒、无味、可燃，手触似蜡，为结晶型塑料，原料供给状态为白色或乳白色粉末或白色半透明粒料。
聚乙烯的品种
（1）低密度聚乙烯 （LDPE ）（ 密度：0.91-0.95 ）高压生产 1939年 英国ICI
（2）高密度聚乙烯（ HDPE ）（密度：0.94-0.965）中压生产 1957年 美国phillips
（3）线型低密度聚乙烯（LLDPE ）低压生产1970年代中期工业化
（4）超高分子量聚乙烯（UHMWPE ）密度：0.936～0.964g/cm3 分子量可达100万～400万以上 低密度聚乙烯（LDPE ）
合成方法：也称高压聚乙烯，反应温度150～300℃，反应压力150～300MPa ，采用O2或过氧化物作引发剂的自由基聚合。
性能：所以容易发生链转移，产品中存在大量支链结构，分子结构缺乏规整性，因此结晶度小，导致它的耐热性、耐溶剂性、硬度也较差。电绝缘性优良，柔软性好，耐冲击性能和透明性也较好；具有良好的透气性。无毒。
用途：主要做成薄膜用于食品包装、购物袋、垃圾袋等，特别是作为农用薄膜。家用器具、玩具、以用品等注塑制品； 牛奶及果汁饮料纸盒等，各种电缆线的绝缘和护套
高密度聚乙烯（HDPE ）：也称低压聚乙烯。
合成方法：反应温度85～100℃，反应压力常压～2MPa ，采用 Ziegler- Natta的络合配位聚合。
性能：由于它的分子量比较高，支链短而且少，因此密度较高，拉 伸强度、拉伸模量、弯曲模量，硬度等性能优于LDPE, 但冲击轻度比LDPE 差，它的耐热性较高，最高使用温度100℃最低使用温度可至-70℃透气性为LDPE 的1/5。
用途：包装防潮物品，医用药瓶，化学品贮罐，管材类，如天然气 管，煤气管，城市排水管；如鱼网、建筑用安全网等
线型低密度聚乙烯（LLDPE ）
合成方法：压力在0.7~ 12.1MPa, 温度为85~95℃，采用铬和钛氟化物催化剂，使乙烯与少量的α-烯烃共聚，形成在线型乙烯主链上带有非常短小的工具单体支链的分子结构。
性能： LLDPE 得分子链具有短支链的结构，分子结构性介于LDPE 于HDPE 之间，因此刚性好，韧性好，因此它的撕裂强度、拉伸强度、耐穿刺性和耐环境应力开裂性比LDPE 要好。但是吹塑薄膜透明性差；分子量分布比LDPE 窄，平均分子量较大，因此熔体粘度比LDPE 大，加工性差。
用途：约70%用于薄膜的生产，主要是食品包装，工业用包装，垃圾袋等，注塑制品有各类容器，电话电线的绝缘材料；大型农用贮槽，；各种管材、片材和板材。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE ）密度：0.936～0.964g/cm3 分子量可达100万～400万以上 自由基聚合
聚合反应的分类
按单体和聚合物的组成结构变化分类
加聚反应：单体加成而聚合起来的反应称为加聚反应，反应产物称为加聚物。
特征是：（1）加聚反应往往是烯类单体π键加成的聚合反应，无官能团结构特征，多是碳链聚合物；（2）加聚物的元素组成与其单体相同，仅电子结构有所改变；（3）加聚物分子量是单体分子量的整数倍。
缩聚反应：是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程；兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义；反应产物称为缩聚物
特征是：⑴缩聚反应通常是官能团间的聚合反应；⑵反应中有低分子副产物产生，如水、醇、胺等；⑶缩聚物中往往留有官能团的结构特征, 如 -OCO- -NHCO-，故大部分缩聚物都是杂链聚合物；⑷缩聚物的结构单元比其单体少若干原子，故分子量不再是单体分子量的整数倍。
按反应机理分类
1. 连锁聚合反应，也称链式反应，反应需要活性中心。反应中一旦形成单体活性中心，就能很快自动地传递下去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的生成时间很短（零点几秒到几秒），所以，聚合物的相对分子质量与时间关系不大。
特征是：①聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反应组成，各步反应速率和活化能差别很大；②反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂；③进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化合物； ④根据活性中心不同，连锁聚合反应又分为a. 自由基聚合：活性中心为自由基b. 阳离子聚合：活性中心为阳离子c. 阴离子聚合：活性中心为阴离子d. 配位离子聚合：活性中心为配位离子
⒉逐步聚合反应 是指在反应中，聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。其中通过缩合反应生成聚合物链的称缩合聚合反应，简称缩聚反应；如果聚合物链是通过加成反应生成的称逐步加成聚合反应。
区别：逐步聚合反应是指单体聚合成聚合物是逐步进行的。反应初期，单体很快消失，变成二聚体、三聚体等低聚体。随着反应的进行，聚合物的相对分子质量逐步增加，经过一段时间后形成聚合物大分子。形成大分子的时间几乎是聚合反应所需的时间。
逐步聚合反应和连锁聚合反应不同，没有特定的反应活性中心，每个单体的官能团都是活性中心，且具有相同反应活性。
自由基聚合反应
1．链引发 引发剂（1. 偶氮类引发剂：偶氮二异丁腈 AIBN 2. 有机过氧类： 过氧化二苯甲酰 BPO 、异丙苯过氧化氢； 3. 无机过氧类引发剂：过硫酸钾；4. 氧化还原引发体系：水溶性的（过氧化氢+二价铁盐；油溶性：过氧化氢+叔胺）。
2．连增长 （含有链转移：向单体转移、向溶剂（或分子量调节剂）转移、向引发剂转移、向大分子转移——支链产生）
3．链终止 包含双基终止（偶合终止、歧化终止）、单基终止（消耗自由基）。
自由基聚合反应特征
1. 自由基聚合反应在微观上可以明显区分成链的引发、增长、终止、转移等基元反应；聚合反应为：慢引发、快增长、速终止，易转移；聚合中引发速率最小，是控制总聚合速率的关键；
2. 聚合反应中只有链增长反应才使聚合度增加。链增长时间极短，不能停留在中间聚合物阶段，故无中间
体，体系中只有单体和聚合物组成。
3. 聚合中单体浓度逐步降低，聚合物浓度提高，延长反应时间主要提高转化率，对分子量影响较小。
4. 少量阻聚剂足以使自由基聚合反应终止。
自由基聚合的聚合物
聚乙烯 PE 、聚苯乙烯 PS 、聚氯乙烯 PVC 、聚偏二氯乙烯PVDC 、聚氟乙烯 PVF 、聚四氟乙烯 PTFE 、聚丙烯酸 PAA 、聚丙烯酰胺 PAM 、聚丙烯酸甲酯 PMA 、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 、聚丙烯腈 PAN 、聚醋酸乙烯酯PV Ac 、聚丁二烯 PB 、聚氯丁二烯 PCP
聚合方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。
溶液聚合：是把单体和引发剂溶解在适当的溶剂中进行的聚合反应。
特点：体系粘度较低、物料混合和传热都比较容易，凝胶效应不易出现，反应温度容易控制，可以避免局部过热现象。
缺点：●单体浓度低，反应速率较慢．设备生产能力和利用率较低；●易向溶剂发生链转移反应，聚合物分子量较低；●溶剂分离回收费用高，除尽聚合物中残留的溶 剂较困难；●溶剂易燃，环境污染。
应用：工业上多用于聚合物以溶液直接应用的场合，如涂料、粘合剂、合成纤维纺丝液或继续进行化学反应等
本体聚合
在引发剂、热、光或高能射线辐照的作用下只有单体存在的聚合反应。（色料，抗氧剂，增塑剂，分子量调节剂-根据实际要求）。如：PE 、PVC 、PS 、PMMA 等
特点：①产物纯度高，特别适用于生产板材和型材等透明制品。②产物可直接成型加工或挤出造粒，无需产物与介质分离及介质回收等后续处理工艺操作，设备简单。③可以用间歇法，也能用连续法。④聚合反应速率高、聚合反应热多，生产中的关键问题是聚合反应热的及时排除。否则，聚合反应就会失去控制。
悬浮聚合：单体以小液珠悬浮在水中进行的聚合反应叫悬浮聚合，也叫珠状聚合。悬浮聚合体系的主要组分有四个．即单体、引发剂、水和悬浮剂。
悬浮聚合过程：引发剂溶解于单体中，单体在搅拌和悬浮剂的作用下，分散成小液珠悬浮于水中。随着聚合反应的进行，单体小液珠逐渐变成了聚合物固体小粒子。形成的聚合物溶于单体，在小液珠中进行的是均相聚合，得到的产物是珠状小粒子， 例如聚苯乙烯。聚合物不溶于单体，则是沉淀聚合，得到的产物是粉状固体，例如聚氯乙烯。 悬浮聚合结束后，聚合物经分离、洗涤、干燥，即得到珠状或粉状产品。
优点：①以水作介质，比热高，体系粘度低．散热和温度控制比本体和溶液聚合容易；②产物分子量比溶液聚合高、产物分子量及分布稳定；③产物中杂质含量比乳液聚合的低；④后处理工序比溶液聚合和乳液聚合简单，生产成本低。
缺点：①产物中残留有少量悬浮剂，必须彻底除尽后，才能用于生产透明 件和电绝缘性要求高的产品。②悬浮聚合产物的粒径一般在0.05mm —5mm ，它与搅拌速率，悬浮剂的性质及用量有关。悬浮聚合中反应是在单体小液滴中进行酌，因此，聚合反应机理与本体聚合相似。
应用：悬浮聚合兼有本体聚合和溶液聚合的优点，因此，悬浮聚合在工业上得到广泛使用, 80～85％聚氯乙烯，大部分聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯。
乳液聚合：单体被乳化剂以乳液状态分散在水介质中的聚合反应。乳液聚合反应体系的主要组成是单体、
水、引发剂和乳化剂。
聚合机理：1. 乳化状态：乳化是动态平衡状态；2. 乳液聚合：单体转移。
乳液聚合与悬浮聚合的差别：①乳液聚合物粒子的粒径小，只有1μm ．而悬浮 聚合的粒径为50一200μm. ②乳液聚合用水溶性引发剂，悬浮聚合用油溶性引发剂。这些差别导致乳液聚合与悬浮聚合不同的聚合机理。
乳液聚合优点：①聚合反应可在较低的温度下进行，同时获得高聚合速率和高分子量。②以水作介质，比热大，体系粘度小，而且保持不变，有利于散热、搅拌相连续操作。③乳液产品(称胶乳) 可以作为涂料、粘合剂和表面处理剂直接应用，而没有易燃及污染环境等问题。
乳液聚合缺点：①聚合物以固体使用时，需要加破乳剂，如食盐、盐酸或硫酸等， 会产生大量废水。而且要洗涤、脱水、干燥，工序多，生产成本比悬浮聚合高。②产物中杂质含量较高
高分子的结构
高分子聚合物分子量
①分子量、分子量分布是高分子材料最基本的结构参数之一；②通过分子量、分子量分布可研究机理（聚合反应、老化裂解、结构与性能）；③高分子材料的许多性能与分子量、分子量分布有关：优良性能（抗张、冲击、高弹性）是分子量大带来的，但分子量太大则影响加工性能（流变性能、溶液性能、加工性能）。
聚合物分子量特点：①分子量在103-107之间 ②分子量不均一，具有多分散性 统计平均分子量有数均分子量、重均分子量、Z 均分子量、黏均分子量。
分子量测定主要方法
化学方法——→端基分析法
热力学方法——→沸点升高、冰点下降、蒸汽压下降
散射方法——→光散射法
动力学方法——→黏度法、超速离心沉淀、及扩散法
其他方法——→质谱法、凝胶渗透色谱法
高聚物的柔性
柔性的决定因素：
1. 高聚物主链结构决定了柔性（苯环
2. 其它影响因素：单键，双键；取代基等
3. 柔性是时间的函数，时间短时，柔性聚合物能显示刚性
柔性的应用：柔性直接影响聚合物的弹性、流动性、粘性、耐热性、力学性能。橡胶需要弹性，塑料、纤维需要刚性
高聚物的物理状态
1. 线性非结晶高聚物随着温度升高会有三态，两区，两温度。
2. 线性高聚物有晶体溶解温度，交联型高聚物只有分解温度。
3. 玻璃态发生形变时是高分子的侧基，链节（键长、键角），支链在运动；高弹态发生形时是高分子的链段在运动；粘流态发生形变时是高分子的整条链在运动。
4. 高分子在收到外力时存在时温等效性
聚合物的结晶
聚合物结晶形态都是由无规线团非晶结构、折叠链片晶和伸直链晶三种基本结构单元组成。结晶形态聚合物中都含有非晶部分，是因为高分子结晶都不可能达到100％结晶。 影响因素：
内部因素：聚合物必须具有化学结构的规则性和几何结构的规整性才能结晶。 外界因素主要有：
（1）温度（理解为提供热能）；
（2）溶剂（提供化学能），称溶剂诱导结晶；
（3）应力或压力（提供机械能），称应力诱导结晶；
（4）杂质（成核或稀释）
塑料添加剂及配方设计
塑料是以聚合物为主体的多相复合体系，很少用纯聚合物制造产品，大多要加添加剂 添加添加剂的目的：①满足性能上的要求②满足成型加工上的要求③满足经济上的要求 稳定剂
在使用过程中 O2、光（橡胶、塑料）
老化 受外界因素 热、热氧（PVC 、PP ） 影响
在成型加工中 微生物
分子结构变化：降解、交联、接上基团（微观）
高分子材料发生
使用性能变化：强度下降、变色、发粘（宏观）
为防止或抑制由老化引起的破坏作用，可采用：
加稳定剂（此为主要方法）
共聚改性，对活泼端基作消活处理
热稳定剂：对热敏性塑料（PVC ）
防老剂：针对橡胶
稳定剂（防老剂） 抗氧剂
热氧稳定剂：针对塑料
光稳定剂：紫外线吸收剂、光屏蔽剂
稳定机理：（1）去除聚合物降解后产生的活性中心；（2）对双键结构起加成作用；（3）转变在降解中起催化剂作用的物质。
常用热稳定剂：铅盐、硬脂酸盐、有机锡、复合稳定剂、稀土、环氧化合物等
抗氧剂
1、 自动氧化老化机理 ①内因：聚合物本身——主要是分子结构 ②外因：O2
2、抗氧化机理 加入抗氧剂代替聚合物与氧反应
预防型抗氧剂 ①氢过氧化物的分解剂（辅助抗氧剂） ②金属离子钝化剂
光稳定剂
⒈按作用机理可分为：1）光屏蔽剂、2）紫外线吸收剂(UV absorber)、3）猝灭剂(quencher)、
4）自由基捕获剂
⒉按化学结构可分为1）水杨酸脂类、2）二苯甲酮类（benzophenone) 、3）苯并三氮唑类(benzotriazol)、4) 三嗪类、5）取代丙烯晴类、6）草酰胺类、7）有机镍化合物类、8）受阻胺(HAL)类等
增塑剂：高分子材料在使用中有些需柔软些，加工中需具有塑性，这与聚合物玻璃化温度有关。
润滑剂作用：主要是为了提高塑料加工性能中的流动性和脱模能力，降低熔体之间和熔体与设备之间的摩擦及粘附, 可使制品光亮美观。润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂。
交联剂
高分子材料的交联过程需要一定条件：主要是加入交联体系，并经过一定的温度、压力和时间，使聚合物材料发生交联反应。
其它塑料添加剂发泡剂 ：填充剂（填料）、固化剂、阻燃剂、增色剂、抗静电剂、偶联剂。 塑料成型加工概述
塑料成型加工是将合成树脂或塑料转化为塑料制品的各种工艺的总称，是塑料工业中一个较大的生产部门。塑料加工一般包括塑料的配料、成型、机械加工、接合、修饰和装配等后四个工序是在塑料已成型为制品或半制品后进行的，又称为塑料二次加工。 塑料成型加工方法
塑料成型加工的方法有很多种，如挤出成型、注射成型、模压成型、吹塑成型、压延成型、发泡成型、拉伸成型、注塑成型等等。
高分子材料的力学性能
拉伸性能、弯曲性能、压缩性能、冲击性能、剪切性能、蠕变和应力相应、硬度、撕裂性能。
材料
1. 生命体系其根本都是由高分子组成 2. 衣食住行离不开高分子材料3. 工业生产中已逐渐成为基础材料 材料是一个国家科学技术、经济发展水平的重要标志，与信息、能源并列为当代科学技术的三大支柱。
2. 材料发展史：①石器时代---- N 万年前 ~ 2000BC ②青铜时代---- 2000BC ~ 500BC ③铁器时代---- 500BC ~ 19世纪 ④高分子时代 ---- 20世纪~~~
3. 材料科学与工程的学科性质 有别于物理学/化学、数学、和力学等基础科学，是一门应用科学。 初级阶段：制作——性能 中级阶段：制作——结构——性能——应用 高级阶段：
高分子发展历程：
① 天然高分子利用
7000多年前，天然油漆我国已使用天然油漆涂饰船只。中国漆(大漆)
1839年，天然橡胶硫化 美国人古德伊尔（Charlers Goodyear）
1869年，第一种人工塑料 赛璐珞（ Celluloid ，硝化纤维素 美国 人海厄特
1887年，法国人De Chardonnet（夏尔多内）第一种人造丝 硝化纤维素
② 合成高分子的问世
1909年，第一种合成塑料——酚醛树脂，美国人贝克兰德
③ 大分子概念的提出
1920年提出聚合反应生成高分子量的化合物（施陶丁格）。
1930——40年代，聚合方法及理论发展。（卡罗瑟斯 美国人 尼龙—66；弗洛里 美国人）
④ 大发展
1950年代，配位聚合 (齐格勒、纳塔)
1960—70年代，高性能化，特种高分子合成
⑤ 功能、复合高分子材料
1980——90年代，功能高分子（导体和半导体高分子、磁性高分子、光敏高分子、光导高分子、生物医用高分子、液晶高分子、高分子催化剂等等）
复合高分子材料：与玻璃纤维、碳纤维等复合，如玻璃钢等。
高分子材料学科
高分子既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科
高分子材料基础知识
高分子的基本特征：
1. 分子量大，原子数目多。高分子的分子量10000以上，有机小分子的分子量1000以下，PVC 分子量为5-15万，聚合度n=800-2400；
2. 分子链主要以共价键连接，链的形态多样。另有配位键、缺电子键、无离子键、金属键。链的形态有线型、支链型、体型；
3. 分子量的多分散性。由分子量不同的聚合物组成的混合物。
高分子聚合物结构
分子链结构的基本构件：主链、支链、端基、侧基。
主链：（1）碳链高分子；（2）杂链高分子（除C 以外，还有N 、O 、S ）；（3）元素高分子（不含C ）。 单体：能够合成高聚合物中结构单元的小分子化合物。如丙烯等。
重复单元（链节）：——主链组成单元，大分子链上化学组成和结构均可以重复的最小单位；
结构单元：由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分。
支链：由聚合生成，结构与主链相同，能影响到聚合物的结晶状态。依照支链长短分为长支链和短支链。 端基：不影响力学性能，但影响热稳定性，化学稳定性
侧基：由单体带入的与主链相接的基团，影响到热和化学稳定性。如：聚苯乙烯中的苯环、聚甲基丙烯酸酯中的甲基和酯基。
聚合反应：由单体合成聚合物的反应，聚合反应分为：自由基聚合，自由基共聚，逐步聚合，配位聚合，离子聚合
均聚物：由一种单体聚合生成的聚合物，生成均聚物反应称为均聚反应。
共聚物：由一种以上单体聚合而成的聚合物，生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。
（判别均聚物：聚合物分子有且只有一种重复结构单元，并且该重复结构单元可以只由一种单体衍生而来。） 聚合度：组成高分子的结构单元（重复单元）数目。对于均聚物为n ；对于共聚物为DP ，分子量M=m0n ,m=DP 高分子与小分子化合物的区别：
组成：由结构单元以共价键结合，重复连接形成高分子链
1. 高分子分子间作用力（范德华力）较大，甚至超过共价键键能。高温下分子首先（断键）破坏---高分子不能气化。高分子只有固、液态，无气态。纤维素等分子间（内）含氢键的高分子，只有固态，无液态、气态；
2. 高分子的主链形状有线型，支化，网状等分子结构；
3. 高分子链间可发生键和形成网状交联结构。其物理力学性能发生较大变化—如不溶，不熔；
4. 高聚物的聚集态有晶态和非晶态等，分子排列的有序程度介于小分子的晶态和液态之间；
5. 高聚物（高分子）不是高分子材料。高聚物要成为材料，要与许多添加物进行混合加工。高分子材
料中的织态结构是决定材料性能的重要因素。
高分子材料的分类、命名
1. 按分子链构造分类：线形、支链型高聚物、交联型高聚物。
2. 按高聚物主链化学结构分类：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子。
⒊按高聚物用途分类：涂料、粘合剂、弹性体、塑料、合成纤维、天然聚合物、生物系统。
4. 根据受热行为分类：热塑性聚合物、热固性聚合物。
5. 按聚合反应类型分类：加聚物缩聚物、缩合聚合物。
6. 按来源分类：天然高分子、合成高分子。
高聚物的命名
1、由一种单体合成的高分子 “聚”+ 单体名称 如：聚氯乙烯、聚乙烯等。
2、由两种单体通过缩聚反应合成的高分子 ①表明产物类型（“聚”+ 两单体生成的产物名称 ）如：对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物——聚对苯二甲酸乙二酯、己二酸和己二胺的缩聚产物——聚己二酸己二胺 ②不表明产物类型（两单体名称或简称加后缀“树脂”）如：苯酚和甲醛的缩聚产物——酚醛树脂、尿素和甲醛的缩聚产物——脲醛树脂。
3、由两种单体通过加成聚合生成的共聚物 两单体名称或简称之间 +“--”+“共聚物 如：乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物——乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
4、“聚”+高分子主链结构中的特征功能团 指的是一类的高分子，而非单种高分子，如聚酯、聚酰胺。
5、弹性体共聚物 共聚单体各取一个字头, 后加‘橡胶’ 如：丁苯橡胶（丁二烯—苯乙烯共聚）SBR 、 乙丙橡胶（乙烯-丙烯共聚）EPR 。
6、尼龙—聚酰胺类 如：尼龙610（酸的碳数+胺的碳数）。
7、合成纤维常加“纶”为后缀 如：聚酰胺6纤维（锦纶或尼龙6），聚丙烯腈纤维（腈纶），聚酯纤维（涤纶），聚丙烯纤维（丙纶），聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）。
一些常见高分子化合物的名称与符号
聚苯乙烯—PS 、聚四氟乙烯—PTFE 、聚丙烯—PP —丙纶、聚氯乙烯—PVC 、 聚丙烯腈—PAN —腈纶、 聚碳酸酯—PC 、聚甲基丙烯酸甲酯—PMMA —有机玻璃、 聚对苯二甲酸乙二酯—PET —涤纶、聚己二酸己二胺—Nylon 66—锦纶、聚（丙烯腈— 丁二烯—苯乙烯—ABS 、 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物—EV A
塑料的定义
塑料：是指以树脂（高分子聚合物）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。
树脂：是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。
添加剂（填料）:提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。如加入铝粉可提高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、玻璃纤维、碳纤维等。 塑料的分类
塑料目前尚无确切的分类，一般分类如下：
（1）按塑料的物理化学性能分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。
热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动．冷却变硬的过程是物理变化。如：聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。
热固性塑料：因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。 热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。如：酚醛塑料、环氧塑料等。
（2）按塑料用途分类
通用塑料： 指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS 、聚苯乙烯。
工程塑料：指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如：尼龙等。
功能塑料：指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴
塑料的特性：（1）质轻、比强度高；(2) 优异的电绝缘性能；(3) 优良的化学稳定性能；(3) 优良化学稳定性能；(5) 透光及防护性能；(6) 减震、消音性能优良。
聚乙稀是塑料工业中产量最大、用途最广的通用塑料品种，占世界塑料总产量的30％左右，其中高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯树脂无毒、无味、可燃，手触似蜡，为结晶型塑料，原料供给状态为白色或乳白色粉末或白色半透明粒料。
聚乙烯的品种
（1）低密度聚乙烯 （LDPE ）（ 密度：0.91-0.95 ）高压生产 1939年 英国ICI
（2）高密度聚乙烯（ HDPE ）（密度：0.94-0.965）中压生产 1957年 美国phillips
（3）线型低密度聚乙烯（LLDPE ）低压生产1970年代中期工业化
（4）超高分子量聚乙烯（UHMWPE ）密度：0.936～0.964g/cm3 分子量可达100万～400万以上 低密度聚乙烯（LDPE ）
合成方法：也称高压聚乙烯，反应温度150～300℃，反应压力150～300MPa ，采用O2或过氧化物作引发剂的自由基聚合。
性能：所以容易发生链转移，产品中存在大量支链结构，分子结构缺乏规整性，因此结晶度小，导致它的耐热性、耐溶剂性、硬度也较差。电绝缘性优良，柔软性好，耐冲击性能和透明性也较好；具有良好的透气性。无毒。
用途：主要做成薄膜用于食品包装、购物袋、垃圾袋等，特别是作为农用薄膜。家用器具、玩具、以用品等注塑制品； 牛奶及果汁饮料纸盒等，各种电缆线的绝缘和护套
高密度聚乙烯（HDPE ）：也称低压聚乙烯。
合成方法：反应温度85～100℃，反应压力常压～2MPa ，采用 Ziegler- Natta的络合配位聚合。
性能：由于它的分子量比较高，支链短而且少，因此密度较高，拉 伸强度、拉伸模量、弯曲模量，硬度等性能优于LDPE, 但冲击轻度比LDPE 差，它的耐热性较高，最高使用温度100℃最低使用温度可至-70℃透气性为LDPE 的1/5。
用途：包装防潮物品，医用药瓶，化学品贮罐，管材类，如天然气 管，煤气管，城市排水管；如鱼网、建筑用安全网等
线型低密度聚乙烯（LLDPE ）
合成方法：压力在0.7~ 12.1MPa, 温度为85~95℃，采用铬和钛氟化物催化剂，使乙烯与少量的α-烯烃共聚，形成在线型乙烯主链上带有非常短小的工具单体支链的分子结构。
性能： LLDPE 得分子链具有短支链的结构，分子结构性介于LDPE 于HDPE 之间，因此刚性好，韧性好，因此它的撕裂强度、拉伸强度、耐穿刺性和耐环境应力开裂性比LDPE 要好。但是吹塑薄膜透明性差；分子量分布比LDPE 窄，平均分子量较大，因此熔体粘度比LDPE 大，加工性差。
用途：约70%用于薄膜的生产，主要是食品包装，工业用包装，垃圾袋等，注塑制品有各类容器，电话电线的绝缘材料；大型农用贮槽，；各种管材、片材和板材。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE ）密度：0.936～0.964g/cm3 分子量可达100万～400万以上 自由基聚合
聚合反应的分类
按单体和聚合物的组成结构变化分类
加聚反应：单体加成而聚合起来的反应称为加聚反应，反应产物称为加聚物。
特征是：（1）加聚反应往往是烯类单体π键加成的聚合反应，无官能团结构特征，多是碳链聚合物；（2）加聚物的元素组成与其单体相同，仅电子结构有所改变；（3）加聚物分子量是单体分子量的整数倍。
缩聚反应：是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程；兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义；反应产物称为缩聚物
特征是：⑴缩聚反应通常是官能团间的聚合反应；⑵反应中有低分子副产物产生，如水、醇、胺等；⑶缩聚物中往往留有官能团的结构特征, 如 -OCO- -NHCO-，故大部分缩聚物都是杂链聚合物；⑷缩聚物的结构单元比其单体少若干原子，故分子量不再是单体分子量的整数倍。
按反应机理分类
1. 连锁聚合反应，也称链式反应，反应需要活性中心。反应中一旦形成单体活性中心，就能很快自动地传递下去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的生成时间很短（零点几秒到几秒），所以，聚合物的相对分子质量与时间关系不大。
特征是：①聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反应组成，各步反应速率和活化能差别很大；②反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂；③进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化合物； ④根据活性中心不同，连锁聚合反应又分为a. 自由基聚合：活性中心为自由基b. 阳离子聚合：活性中心为阳离子c. 阴离子聚合：活性中心为阴离子d. 配位离子聚合：活性中心为配位离子
⒉逐步聚合反应 是指在反应中，聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。其中通过缩合反应生成聚合物链的称缩合聚合反应，简称缩聚反应；如果聚合物链是通过加成反应生成的称逐步加成聚合反应。
区别：逐步聚合反应是指单体聚合成聚合物是逐步进行的。反应初期，单体很快消失，变成二聚体、三聚体等低聚体。随着反应的进行，聚合物的相对分子质量逐步增加，经过一段时间后形成聚合物大分子。形成大分子的时间几乎是聚合反应所需的时间。
逐步聚合反应和连锁聚合反应不同，没有特定的反应活性中心，每个单体的官能团都是活性中心，且具有相同反应活性。
自由基聚合反应
1．链引发 引发剂（1. 偶氮类引发剂：偶氮二异丁腈 AIBN 2. 有机过氧类： 过氧化二苯甲酰 BPO 、异丙苯过氧化氢； 3. 无机过氧类引发剂：过硫酸钾；4. 氧化还原引发体系：水溶性的（过氧化氢+二价铁盐；油溶性：过氧化氢+叔胺）。
2．连增长 （含有链转移：向单体转移、向溶剂（或分子量调节剂）转移、向引发剂转移、向大分子转移——支链产生）
3．链终止 包含双基终止（偶合终止、歧化终止）、单基终止（消耗自由基）。
自由基聚合反应特征
1. 自由基聚合反应在微观上可以明显区分成链的引发、增长、终止、转移等基元反应；聚合反应为：慢引发、快增长、速终止，易转移；聚合中引发速率最小，是控制总聚合速率的关键；
2. 聚合反应中只有链增长反应才使聚合度增加。链增长时间极短，不能停留在中间聚合物阶段，故无中间
体，体系中只有单体和聚合物组成。
3. 聚合中单体浓度逐步降低，聚合物浓度提高，延长反应时间主要提高转化率，对分子量影响较小。
4. 少量阻聚剂足以使自由基聚合反应终止。
自由基聚合的聚合物
聚乙烯 PE 、聚苯乙烯 PS 、聚氯乙烯 PVC 、聚偏二氯乙烯PVDC 、聚氟乙烯 PVF 、聚四氟乙烯 PTFE 、聚丙烯酸 PAA 、聚丙烯酰胺 PAM 、聚丙烯酸甲酯 PMA 、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 、聚丙烯腈 PAN 、聚醋酸乙烯酯PV Ac 、聚丁二烯 PB 、聚氯丁二烯 PCP
聚合方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。
溶液聚合：是把单体和引发剂溶解在适当的溶剂中进行的聚合反应。
特点：体系粘度较低、物料混合和传热都比较容易，凝胶效应不易出现，反应温度容易控制，可以避免局部过热现象。
缺点：●单体浓度低，反应速率较慢．设备生产能力和利用率较低；●易向溶剂发生链转移反应，聚合物分子量较低；●溶剂分离回收费用高，除尽聚合物中残留的溶 剂较困难；●溶剂易燃，环境污染。
应用：工业上多用于聚合物以溶液直接应用的场合，如涂料、粘合剂、合成纤维纺丝液或继续进行化学反应等
本体聚合
在引发剂、热、光或高能射线辐照的作用下只有单体存在的聚合反应。（色料，抗氧剂，增塑剂，分子量调节剂-根据实际要求）。如：PE 、PVC 、PS 、PMMA 等
特点：①产物纯度高，特别适用于生产板材和型材等透明制品。②产物可直接成型加工或挤出造粒，无需产物与介质分离及介质回收等后续处理工艺操作，设备简单。③可以用间歇法，也能用连续法。④聚合反应速率高、聚合反应热多，生产中的关键问题是聚合反应热的及时排除。否则，聚合反应就会失去控制。
悬浮聚合：单体以小液珠悬浮在水中进行的聚合反应叫悬浮聚合，也叫珠状聚合。悬浮聚合体系的主要组分有四个．即单体、引发剂、水和悬浮剂。
悬浮聚合过程：引发剂溶解于单体中，单体在搅拌和悬浮剂的作用下，分散成小液珠悬浮于水中。随着聚合反应的进行，单体小液珠逐渐变成了聚合物固体小粒子。形成的聚合物溶于单体，在小液珠中进行的是均相聚合，得到的产物是珠状小粒子， 例如聚苯乙烯。聚合物不溶于单体，则是沉淀聚合，得到的产物是粉状固体，例如聚氯乙烯。 悬浮聚合结束后，聚合物经分离、洗涤、干燥，即得到珠状或粉状产品。
优点：①以水作介质，比热高，体系粘度低．散热和温度控制比本体和溶液聚合容易；②产物分子量比溶液聚合高、产物分子量及分布稳定；③产物中杂质含量比乳液聚合的低；④后处理工序比溶液聚合和乳液聚合简单，生产成本低。
缺点：①产物中残留有少量悬浮剂，必须彻底除尽后，才能用于生产透明 件和电绝缘性要求高的产品。②悬浮聚合产物的粒径一般在0.05mm —5mm ，它与搅拌速率，悬浮剂的性质及用量有关。悬浮聚合中反应是在单体小液滴中进行酌，因此，聚合反应机理与本体聚合相似。
应用：悬浮聚合兼有本体聚合和溶液聚合的优点，因此，悬浮聚合在工业上得到广泛使用, 80～85％聚氯乙烯，大部分聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯。
乳液聚合：单体被乳化剂以乳液状态分散在水介质中的聚合反应。乳液聚合反应体系的主要组成是单体、
水、引发剂和乳化剂。
聚合机理：1. 乳化状态：乳化是动态平衡状态；2. 乳液聚合：单体转移。
乳液聚合与悬浮聚合的差别：①乳液聚合物粒子的粒径小，只有1μm ．而悬浮 聚合的粒径为50一200μm. ②乳液聚合用水溶性引发剂，悬浮聚合用油溶性引发剂。这些差别导致乳液聚合与悬浮聚合不同的聚合机理。
乳液聚合优点：①聚合反应可在较低的温度下进行，同时获得高聚合速率和高分子量。②以水作介质，比热大，体系粘度小，而且保持不变，有利于散热、搅拌相连续操作。③乳液产品(称胶乳) 可以作为涂料、粘合剂和表面处理剂直接应用，而没有易燃及污染环境等问题。
乳液聚合缺点：①聚合物以固体使用时，需要加破乳剂，如食盐、盐酸或硫酸等， 会产生大量废水。而且要洗涤、脱水、干燥，工序多，生产成本比悬浮聚合高。②产物中杂质含量较高
高分子的结构
高分子聚合物分子量
①分子量、分子量分布是高分子材料最基本的结构参数之一；②通过分子量、分子量分布可研究机理（聚合反应、老化裂解、结构与性能）；③高分子材料的许多性能与分子量、分子量分布有关：优良性能（抗张、冲击、高弹性）是分子量大带来的，但分子量太大则影响加工性能（流变性能、溶液性能、加工性能）。
聚合物分子量特点：①分子量在103-107之间 ②分子量不均一，具有多分散性 统计平均分子量有数均分子量、重均分子量、Z 均分子量、黏均分子量。
分子量测定主要方法
化学方法——→端基分析法
热力学方法——→沸点升高、冰点下降、蒸汽压下降
散射方法——→光散射法
动力学方法——→黏度法、超速离心沉淀、及扩散法
其他方法——→质谱法、凝胶渗透色谱法
高聚物的柔性
柔性的决定因素：
1. 高聚物主链结构决定了柔性（苯环
2. 其它影响因素：单键，双键；取代基等
3. 柔性是时间的函数，时间短时，柔性聚合物能显示刚性
柔性的应用：柔性直接影响聚合物的弹性、流动性、粘性、耐热性、力学性能。橡胶需要弹性，塑料、纤维需要刚性
高聚物的物理状态
1. 线性非结晶高聚物随着温度升高会有三态，两区，两温度。
2. 线性高聚物有晶体溶解温度，交联型高聚物只有分解温度。
3. 玻璃态发生形变时是高分子的侧基，链节（键长、键角），支链在运动；高弹态发生形时是高分子的链段在运动；粘流态发生形变时是高分子的整条链在运动。
4. 高分子在收到外力时存在时温等效性
聚合物的结晶
聚合物结晶形态都是由无规线团非晶结构、折叠链片晶和伸直链晶三种基本结构单元组成。结晶形态聚合物中都含有非晶部分，是因为高分子结晶都不可能达到100％结晶。 影响因素：
内部因素：聚合物必须具有化学结构的规则性和几何结构的规整性才能结晶。 外界因素主要有：
（1）温度（理解为提供热能）；
（2）溶剂（提供化学能），称溶剂诱导结晶；
（3）应力或压力（提供机械能），称应力诱导结晶；
（4）杂质（成核或稀释）
塑料添加剂及配方设计
塑料是以聚合物为主体的多相复合体系，很少用纯聚合物制造产品，大多要加添加剂 添加添加剂的目的：①满足性能上的要求②满足成型加工上的要求③满足经济上的要求 稳定剂
在使用过程中 O2、光（橡胶、塑料）
老化 受外界因素 热、热氧（PVC 、PP ） 影响
在成型加工中 微生物
分子结构变化：降解、交联、接上基团（微观）
高分子材料发生
使用性能变化：强度下降、变色、发粘（宏观）
为防止或抑制由老化引起的破坏作用，可采用：
加稳定剂（此为主要方法）
共聚改性，对活泼端基作消活处理
热稳定剂：对热敏性塑料（PVC ）
防老剂：针对橡胶
稳定剂（防老剂） 抗氧剂
热氧稳定剂：针对塑料
光稳定剂：紫外线吸收剂、光屏蔽剂
稳定机理：（1）去除聚合物降解后产生的活性中心；（2）对双键结构起加成作用；（3）转变在降解中起催化剂作用的物质。
常用热稳定剂：铅盐、硬脂酸盐、有机锡、复合稳定剂、稀土、环氧化合物等
抗氧剂
1、 自动氧化老化机理 ①内因：聚合物本身——主要是分子结构 ②外因：O2
2、抗氧化机理 加入抗氧剂代替聚合物与氧反应
预防型抗氧剂 ①氢过氧化物的分解剂（辅助抗氧剂） ②金属离子钝化剂
光稳定剂
⒈按作用机理可分为：1）光屏蔽剂、2）紫外线吸收剂(UV absorber)、3）猝灭剂(quencher)、
4）自由基捕获剂
⒉按化学结构可分为1）水杨酸脂类、2）二苯甲酮类（benzophenone) 、3）苯并三氮唑类(benzotriazol)、4) 三嗪类、5）取代丙烯晴类、6）草酰胺类、7）有机镍化合物类、8）受阻胺(HAL)类等
增塑剂：高分子材料在使用中有些需柔软些，加工中需具有塑性，这与聚合物玻璃化温度有关。
润滑剂作用：主要是为了提高塑料加工性能中的流动性和脱模能力，降低熔体之间和熔体与设备之间的摩擦及粘附, 可使制品光亮美观。润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂。
交联剂
高分子材料的交联过程需要一定条件：主要是加入交联体系，并经过一定的温度、压力和时间，使聚合物材料发生交联反应。
其它塑料添加剂发泡剂 ：填充剂（填料）、固化剂、阻燃剂、增色剂、抗静电剂、偶联剂。 塑料成型加工概述
塑料成型加工是将合成树脂或塑料转化为塑料制品的各种工艺的总称，是塑料工业中一个较大的生产部门。塑料加工一般包括塑料的配料、成型、机械加工、接合、修饰和装配等后四个工序是在塑料已成型为制品或半制品后进行的，又称为塑料二次加工。 塑料成型加工方法
塑料成型加工的方法有很多种，如挤出成型、注射成型、模压成型、吹塑成型、压延成型、发泡成型、拉伸成型、注塑成型等等。
高分子材料的力学性能
拉伸性能、弯曲性能、压缩性能、冲击性能、剪切性能、蠕变和应力相应、硬度、撕裂性能。